[发明专利]一种多功能矿用电法超前探测信号发送机

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤巷综掘超前探测仪器，属于应用地球物理学电法超前探测技术，特别是涉及一种多功能矿用电法超前探测信号发送机。

技术背景

我国煤炭资源丰富，油气资源相对稀缺的特点，决定了煤炭工业的重要地位。在未来相当长的时期内，煤炭仍将是我国主要的基础能源。然而，我国是世界上煤矿水害最为严重的国家之一。煤矿一旦发生水害将会对生命财产造成巨大的损失。《煤矿防治水规定》指出，掘进过程中必须遵循“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的十六字原则。十六字原则中“预测预报”工作在首位，可见预测预报工作是防治煤矿水害的重中之重。

现有的煤巷综掘超前探测技术有电法、反射波法和钻探法，其中电法又分为矿井直流电阻率法、直流激电法、双频激电法和瞬变电磁法等。为了提高探测精度，煤巷综掘电法超前探测的发展趋势是多种探测方法综合应用，这就需要有多种激励信号。现有信号发送机发送的激励信号种类单一，在利用多种探测方法进行超前探测时，需要更换不同的信号发送机，不仅增加了工作量，而且降低了探测效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能按要求发出直流激励信号、单频激励信号和双频调制激励信号的煤巷综掘超前探测激励信号发送机。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种多功能矿用电法超前探测信号发送机，它由前级单片机系统和后级输出系统组成。

所述前级单片机系统，由显示器、键盘、微处理器、通信模块、A/D和D/A转换模块组成。其特征在于，键盘和显示器构成人机交互界面；微处理器连接各模块进行相应的数据处理；A/D转换和D/A转换模块连接只识别数字信号的微处理器，和只能识别模拟信号的后级输出系统；通信模块主要是与上位机进行通讯。

所述后级输出系统，由辅助电源模块、整流隔离稳压模块、稳流模块、逆变模块和隔离驱动模块顺次连接组成。其特征在于，辅助电源模块为其他各模块提供相应的工作电源；整流隔离稳压模块利用功率开关管控制高频转换器，将煤矿井下127V交流电转换成隔离的直流电压源；稳流模块将直流电压源转换成稳定可调的恒流源；逆变模块按隔离驱动模块的要求将恒流变成不同的激励信号作为发送机的输出；

所述逆变模块是由四个MOS管组成的全桥逆变，其特征在于，利用不同的控制时序控制四个MOS管的开关时序来控制发送机输出信号的种类和频率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本发明的较佳实施例，并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本发明系统结构框图。

图2是本发明整流隔离稳压模块的电路原理图。

图3是本发明恒流模块的电路原理图。

图4是本发明的调制信号隔离驱动模块的电路原理图。

图5是本发明的全桥逆变原理图。

图6是本发明发送双频调制方波信号的控制时序示意图。

图7是本发明发送两种单频方波信号的控制时序示意图。

图8是本发明发送两种直流信号的控制时序示意图。

其中，图1包括：1.前级单片机系统，2.后级输出系统，3.显示器，4.键盘，5.单片机，6.通信模块，7.电流控制信号D/A转换模块，8.采样信号A/D转换模块，9.辅助电源模块，10.整流隔离稳压模块，11.稳流模块，12.逆变模块，13.调制信号隔离驱动模块，14.井下127V交流电输入端口，15.发送机输出端口，16.上位机。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。本实施例不得用于解释对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本实施实例由前级单片机系统（1）和后级输出系统（2）组成。